C#学习基本概念之匿名方法及Lambda表达式-白红宇

C#学习基本概念之匿名方法及Lambda表达式

阅读量：7301 次

发布时间：2019-06-30

本文共 8837 字，大约阅读时间需要 29 分钟。

在 2.0 之前的 C# 版本中，声明的唯一方法是使用。 C# 2.0 引入了匿名方法，而在 C# 3.0 及更高版本中，Lambda 表达式取代了匿名方法，作为编写内联代码的首选方式。不过，本主题中有关匿名方法的信息同样也适用于 Lambda 表达式。有一种情况下，匿名方法提供了 Lambda 表达式中所没有的功能。您可使用匿名方法来忽略参数列表。这意味着匿名方法可转换为具有各种签名的委托。这对于 Lambda 表达式来说是不可能的。有关 lambda 表达式的更多特定信息，请参见。

要将代码块传递为委托参数，创建匿名方法则是唯一的方法。这里是两个示例：

button1.Click += delegate(System.Object o, System.EventArgs e){ System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Click!"); };// Create a delegate.    delegate void Del(int x);        // Instantiate the delegate using an anonymous method.    Del d = delegate(int k) { /* ... */ };

通过使用匿名方法，由于您不必创建单独的方法，因此减少了实例化委托所需的编码系统开销。

例如，如果创建方法所需的系统开销是不必要的，则指定代码块（而不是委托）可能非常有用。启动新线程即是一个很好的示例。无需为委托创建更多方法，线程类即可创建一个线程并且包含该线程执行的代码。

void StartThread()    {        System.Threading.Thread t1 = new System.Threading.Thread          (delegate()                {                    System.Console.Write("Hello, ");                    System.Console.WriteLine("World!");                });        t1.Start();    }

匿名方法的参数的范围是“匿名方法块”。

如果目标在块外部，那么，在匿名方法块内使用跳转语句（如、或）是错误的。如果目标在块内部，在匿名方法块外部使用跳转语句（如 goto、break 或 continue）也是错误的。

如果局部变量和参数的范围包含匿名方法声明，则该局部变量和参数称为该匿名方法的“外部”变量。例如，下面代码段中的 n 即是一个外部变量：

 int n = 0; Del d = delegate() { System.Console.WriteLine("Copy #:{0}", ++n); };

外部变量的引用n被认为是捕获在创建委托时。与本地变量不同，捕获的变量的生存期内扩展，直到引用该匿名方法委托被垃圾回收。

匿名方法不能访问外部范围的或参数。

在“匿名方法块”中不能访问任何不安全代码。

在运算符的左侧不允许使用匿名方法。

下面的示例演示实例化委托的两种方法：

使委托与匿名方法关联。

使委托与命名方法 (DoWork) 关联。

两种方法都会在调用委托时显示一条消息。

 // Declare a delegate.    delegate void Printer(string s);    class TestClass    {        static void Main()        {            // Instantiate the delegate type using an anonymous method.            Printer p = delegate(string j)            {                System.Console.WriteLine(j);            };            // Results from the anonymous delegate call.            p("The delegate using the anonymous method is called.");                        // The delegate instantiation using a named method "DoWork".            p = new Printer(TestClass.DoWork);                        // Results from the old style delegate call.            p("The delegate using the named method is called.");        }        // The method associated with the named delegate.        static void DoWork(string k)        {            System.Console.WriteLine(k);        }    }    /* Output:        The delegate using the anonymous method is called.        The delegate using the named method is called.    */

备注：摘自

Lambda:

若要了解有关 Visual Studio 2017 RC 的最新文档，请参阅。

Lambda 表达式是一种可用于创建或类型的。通过使用 lambda 表达式，可以写入可作为参数传递或作为函数调用值返回的本地函数。 Lambda 表达式对于编写 LINQ 查询表达式特别有用。

若要创建 Lambda 表达式，需要在 Lambda 运算符左侧指定输入参数（如果有），然后在另一侧输入表达式或语句块。例如，lambda 表达式 x => x * x 指定名为 x 的参数并返回 x 的平方值。如下面的示例所示，你可以将此表达式分配给委托类型：

delegate int del(int i);  static void Main(string[] args)  {      del myDelegate = x => x * x;      int j = myDelegate(5); //j = 25  }

若要创建表达式目录树类型：

using System.Linq.Expressions;    namespace ConsoleApplication1  {      class Program      {          static void Main(string[] args)          {              Expression myET = x => x * x;          }      }  }

=> 运算符具有与赋值运算符 (=) 相同的优先级并且是（参见“运算符”文章的“结合性”部分）。

Lambda 在基于方法的 LINQ 查询中用作标准查询运算符方法（如）的参数。

使用基于方法的语法在类中调用方法时（如在 LINQ to Objects 和 LINQ to XML 中一样），参数是委托类型。使用 Lambda 表达式创建该委托最为方便。例如，当你在类中调用相同的方法时（如在 LINQ to SQL 中一样），参数类型为 <Func>，其中 Func 是最多具有十六个输入参数的任何一个 Func 委托。同样，Lambda 表达式只是一种非常简洁的构造该表达式目录树的方式。尽管事实上通过 Lambda 创建的对象具有不同的类型，但 Lambda 使得 Where 调用看起来类似。

在上一个示例中，请注意委托签名具有一个 int 类型的隐式类型输入参数，并返回 int。可以将 Lambda 表达式转换为该类型的委托，因为该表达式也具有一个输入参数 (x)，以及一个编译器可隐式转换为 int 类型的返回值。（以下几节中将对类型推理进行详细讨论。）使用输入参数 5 调用委托时，它将返回结果 25。

在或运算符的左侧不允许使用 Lambda。

适用于匿名方法的所有限制也适用于 Lambda 表达式。有关更多信息，请参见。

表达式位于 => 运算符右侧的 lambda 表达式称为“表达式 lambda”。表达式 lambda 广泛用于的构造。表达式 lambda 会返回表达式的结果，并采用以下基本形式：

(input parameters) => expression

仅当 lambda 只有一个输入参数时，括号才是可选的；否则括号是必需的。括号内的两个或更多输入参数使用逗号加以分隔：

(x, y) => x == y

有时，编译器难以或无法推断输入类型。如果出现这种情况，你可以按以下示例中所示方式显式指定类型：

(int x, string s) => s.Length > x

使用空括号指定零个输入参数：

() => SomeMethod()

在上一个示例中，请注意表达式 Lambda 的主体可以包含一个方法调用。但是，如果要创建在 .NET Framework 之外计算的表达式目录树（例如，在 SQL Server 中），则不应在 lambda 表达式中使用方法调用。在 .NET 公共语言运行时上下文之外，方法将没有任何意义。

语句 lambda 与表达式 lambda 表达式类似，只是语句括在大括号中：

(input parameters) => {statement;}

语句 lambda 的主体可以包含任意数量的语句；但是，实际上通常不会多于两个或三个。

delegate void TestDelegate(string s);  …  TestDelegate myDel = n => { string s = n + " " + "World"; Console.WriteLine(s); };  myDel("Hello");

像匿名方法一样，语句 lambda 也不能用于创建表达式目录树。

通过使用和关键字，你可以轻松创建包含异步处理的 lambda 表达式和语句。例如，下面的 Windows 窗体示例包含一个调用和等待异步方法 ExampleMethodAsync 的事件处理程序。

public partial class Form1 : Form  {      public Form1()      {          InitializeComponent();      }        private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)      {          // ExampleMethodAsync returns a Task.          await ExampleMethodAsync();          textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\r\n";      }        async Task ExampleMethodAsync()      {          // The following line simulates a task-returning asynchronous process.          await Task.Delay(1000);      }  }

你可以使用异步 lambda 添加同一事件处理程序。若要添加此处理程序，请在 lambda 参数列表前添加一个 async 修饰符，如下例所示。

public partial class Form1 : Form  {      public Form1()      {          InitializeComponent();          button1.Click += async (sender, e) =>          {              // ExampleMethodAsync returns a Task.              await ExampleMethodAsync();              textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\r\n";          };      }        async Task ExampleMethodAsync()      {          // The following line simulates a task-returning asynchronous process.          await Task.Delay(1000);      }  }

有关如何创建和使用异步方法的详细信息，请参阅。

许多标准查询运算符都具有输入参数，其类型是泛型委托系列中的一种。这些委托使用类型参数来定义输入参数的数量和类型，以及委托的返回类型。Func 委托对于封装用户定义的表达式非常有用，这些表达式将应用于一组源数据中的每个元素。例如，请考虑以下委托类型：

public delegate TResult Func
     
      (TArg0 arg0)

可以将委托实例化为 Func<int,bool> myFunc，其中 int 是输入参数，bool 是返回值。返回值始终在最后一个类型参数中指定。Func<int, string, bool> 定义包含两个输入参数（int 和 string）且返回类型为 bool 的委托。当调用下面的 Func 委托时，该委托将返回 true 或 false 以指示输入参数是否等于 5：

Func
     
       myFunc = x => x == 5;  bool result = myFunc(4); // returns false of course

当参数类型为 Expression<Func> 时，你也可以提供 Lambda 表达式，例如在 System.Linq.Queryable 内定义的标准查询运算符中。如果指定 Expression<Func> 参数，lambda 将编译为表达式目录树。

此处显示了一个标准查询运算符，方法：

int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };  int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);

编译器可以推断输入参数的类型，或者你也可以显式指定该类型。这个特殊 lambda 表达式将计算那些除以 2 时余数为 1 的整数的数量 (n)。

下面一行代码将生成一个序列，其中包含 numbers 数组中在 9 左侧的所有元素，因为它是序列中第一个不满足条件的数字：

var firstNumbersLessThan6 = numbers.TakeWhile(n => n < 6);

此示例展示了如何通过将输入参数括在括号中来指定多个输入参数。该方法将返回数字数组中的所有元素，直至遇到一个值小于其位置的数字为止。不要将 lambda 运算符 (=>) 与大于等于运算符 (>=) 混淆。

var firstSmallNumbers = numbers.TakeWhile((n, index) => n >= index);

在编写 lambda 时，通常不必为输入参数指定类型，因为编译器可以根据 lambda 主体、参数的委托类型以及 C# 语言规范中描述的其他因素来推断类型。对于大多数标准查询运算符，第一个输入是源序列中的元素类型。因此，如果要查询 IEnumerable<Customer>，则输入变量将被推断为 Customer 对象，这意味着你可以访问其方法和属性：

customers.Where(c => c.City == "London");

Lambda 的一般规则如下：

Lambda 包含的参数数量必须与委托类型包含的参数数量相同。

Lambda 中的每个输入参数必须都能够隐式转换为其对应的委托参数。

Lambda 的返回值（如果有）必须能够隐式转换为委托的返回类型。

请注意，lambda 表达式本身没有类型，因为常规类型系统没有“Lambda 表达式”这一内部概念。但是，有时以一种非正式的方式谈论 lambda 表达式的“类型”会很方便。在这些情况下，类型是指委托类型或 lambda 表达式所转换到的类型。

在定义 lambda 函数的方法内或包含 lambda 表达式的类型内，Lambda 可以引用范围内的外部变量（请参阅）。以这种方式捕获的变量将进行存储以备在 lambda 表达式中使用，即使在其他情况下，这些变量将超出范围并进行垃圾回收。必须明确地分配外部变量，然后才能在 lambda 表达式中使用该变量。下面的示例演示这些规则：

delegate bool D();  delegate bool D2(int i);    class Test  {      D del;      D2 del2;      public void TestMethod(int input)      {          int j = 0;          // Initialize the delegates with lambda expressions.          // Note access to 2 outer variables.          // del will be invoked within this method.          del = () => { j = 10;  return j > input; };            // del2 will be invoked after TestMethod goes out of scope.          del2 = (x) => {return x == j; };            // Demonstrate value of j:          // Output: j = 0           // The delegate has not been invoked yet.          Console.WriteLine("j = {0}", j);        // Invoke the delegate.          bool boolResult = del();            // Output: j = 10 b = True          Console.WriteLine("j = {0}. b = {1}", j, boolResult);      }        static void Main()      {          Test test = new Test();          test.TestMethod(5);            // Prove that del2 still has a copy of          // local variable j from TestMethod.          bool result = test.del2(10);            // Output: True          Console.WriteLine(result);            Console.ReadKey();      }  }

下列规则适用于 lambda 表达式中的变量范围：